[发明专利]高反式-1,4-聚异戊二烯改性中乙烯基聚丁二烯橡胶

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种具有低滚动阻力和低动态生热的改性中乙烯基聚丁二烯简称(MVBR)的制备。系采用了高反式-1，4-聚异戊二烯(简称TPI)与中乙烯基聚丁二烯共混，共硫化而制得。属于橡胶加工技术领域。

(二)背景技术

中乙烯基丁二烯橡胶是指分子链中1，2-结构质量分数在35％～55％的聚丁二烯橡胶。1973年由英国ISR公司在Grange Mouth正式生产，商品名为Intolene50。它不仅具有顺丁橡胶的某些优良特性，具有较好的综合性能，可单独用于汽车轮胎和各种橡胶制品。但由于主链上含有较多的乙烯基且相对分子质量分布窄，使得生热略高、磨耗较大而且抗冷流性差。

反式-1，4-聚异戊二烯橡胶又称合成的杜仲胶或古塔波胶、巴拉塔胶，可作为来源稀少价格昂贵的巴拉塔胶的替代品。其单体链节呈规整的反式-1，4-排列，具有高度的分子链有序性，易于结晶，常温度下为硬质固体而呈塑料态，结晶熔点T_m＝60～65℃。又因分子链中含有大量双键，可以用通常不饱和橡胶的硫化方法进行硫化交联。当达到一定的交联密度时通过交联点对链段结晶的约束使其转变为弹性体。这种硫化TPI的最大特点是滚动阻力小，生热低。

(三)发明内容

本发明的目的在于通过分子设计手段，从橡胶共混的角度出发，采用传统的加工方法，制备一种TPI/MVBR并用胶，克服MVBR滚动阻力较大、生热略高的缺点。其基本技术构思和内容是，利用TPI与MVBR相容性好，易于共混加工，并且能用普通硫磺-促进剂体系进行硫化成弹性体的性质，将二者共混制成并用胶。其中所用的高反式-1，4-聚异戊二烯为负载钛催化异戊二烯本体聚合而成，未硫化的TPI具有以下性质：

反式-1，4-结构含量    ≥98％

门尼3+4，100℃        158

拉伸强度              ≥34MPa

扯断伸长率            ≥500％

熔点                  约60℃

结晶度                约30％

这种高反式-1，4-聚异戊二烯的熔点约为60℃，在70～80℃的加工温度下具有较好的加工性能和压出性能。其滚筒行为接近天然橡胶，加工环境良好。并用胶的滚动阻力和生热分别以60℃和80℃的损耗因子tanδ表示。

(四)具体实施方式

1.原材料

高反式-1，4-聚异戊二烯(TPI)

采用负载钛催化剂催化异戊二烯聚合而成，反式-1，4-结构含量≥98％。

中乙烯基聚丁二烯橡胶(MVBR)

乙烯基结构含量为45％左右，门尼粘度(1+4，100℃)为50左右。

其他加工助剂均为常见市售品。

2.并用胶制备工艺

先在开炼机上对TPI进行塑炼，待TPI塑炼充分后加入MVBR。当橡胶混合均匀后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑和操作油、硫磺及促进剂，薄通4-6次后下片。

下列表1为本发明的6个实施例配方，表2为6个实施例所获取的胶料基本性能。其中1为不含TPI的胶料配方。

表1实施例材料的基本配方

表2实施例的基本性能

从表2可以看出，加入TPI后可提高胶料的回弹性和硬度，同时TPI含量为5份时胶料的扯断伸长率和撕裂强度要明显高于纯MVBR的情况。并用胶的滚动阻力和生热得到一定程度的改善。60℃和80℃时tanδ分别降低了5.1％(0.148/0.156)和5.4％(0.123/0.130)。随着胶料中TPI含量的增大，tanδ逐渐减小。说明加入TPI可对降低胶料的滚动阻力和生热起到很好的作用。

以上实验结果表明，TPI/MVBR并用胶具有较高的硬度，较低的滚动阻力和生热，在一定的并用比例下，加入TPI可改善并用胶的拉伸和撕裂性能。